JP4245903B2 - 組合せ計量計数装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、個々の重量が異なる計量物を所望の重量となるように組み合わせる組合せ計量計数装置に関する。より詳しくは、組合せ計量計数装置における被計量物の量を制御する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば菓子や野菜など、1つ1つの重量がそれぞれ異なる計量物を所望の重量(計量目標値)ずつ袋詰めする場合には、計量物を一旦複数個ずつ分散して計量し、それらの値の組合せが計量目標値となるような組合せを選択する組合せ計量計数装置が用いられる。
【0003】
一般的な組合せ計量計数装置の動作について簡単に説明すると、まず、クロスフィーダが計量物を分散フィーダに供給する。分散フィーダに供給された計量物は複数の放射フィーダに分散して排出された後、プールホッパを介して計量ホッパに搬送される。各計量ホッパは、各放射フィーダから投入された計量物の重量をそれぞれ計量して、その計量結果をCPUなどからなる制御部に出力する。制御部では、当該計量結果に基づいて、計量物の重量が計量目標値となる最適な計量ホッパの組合せを選択するとともに、選択した計量ホッパに対して保持している計量物を投入するよう指示を与える。制御部からの指示を受けた計量ホッパは集合シュートに計量物を投入する。集合シュートに投入された計量物は、排出シュートを介して1つの袋に袋詰めされる。
【0004】
組合せ計量計数装置では、前述の処理により1サイクル中にほぼ計量目標値と同じ量の計量物が袋詰めによって消費される。したがって、その間に分散フィーダから放射フィーダに排出される計量物の排出量が計量目標値と等しければ放射フィーダなどにおいて過不足が生じることがなく、組合せ計量計数装置は最も効率よく安定して動作する。
【0005】
このような原理に基づいて構成されている装置が、例えば、特許文献1に記載されている。特許文献1に記載されている装置では、分散フィーダを操作量に基づいて1サイクル駆動した際に、分散フィーダから排出された計量物の量(排出量)を求め、その値が計量目標値となるように次サイクルにおける分散フィーダの操作量を求める。すなわち、分散フィーダに対していわゆるフィードバック制御を行う。
【0006】
しかし、このようにして分散フィーダの操作量を適切に求めて制御したとしても、分散フィーダからの排出量は分散フィーダ上に存在する計量物の分布状態などによっても変化するため、分散フィーダに供給される計量物の量が動作環境に応じて適切に制御されていなければ、実際には排出量が計量目標値とはならないという問題がある。
【0007】
このような問題を解決する装置として、例えば、特許文献2に記載されている装置なども提案されている。特許文献2に記載されている装置では、計量物は、所定値に基づいてON・OFF制御される供給部から、飛散防止筒を介して分散フィーダに供給される。この飛散防止筒の位置を制御することにより、分散フィーダ上に存在する計量物の層厚(分布状態)を分散フィーダからの排出量が計量目標値となるように制御する。
【0008】
【特許文献1】
特開2001−255198公報
【特許文献2】
特開平8−178734号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献2に記載されている装置では、飛散防止筒を上下させることによって、分散フィーダ上の計量物の層厚を制御するため、飛散防止筒を精密に制御可能な駆動機構や位置検出センサなどを設ける必要があり、装置構成が複雑になるという問題があった。
【0010】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、装置構成を複雑にすることなく、効率よく計量物の計量を行うことができる組合せ計量計数装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、所望の重量の被計量物を計量する組合せ計量計数装置であって、前記組合せ計量計数装置に供給された前記被計量物を搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送された前記被計量物を分散して排出する分散手段と、前記分散手段に存在する前記被計量物の量を計量する分散重量計量手段と、前記分散手段により排出された前記被計量物の排出量を検出する検出手段と、前記分散手段上に存在する前記被計量物の目標値となる分散重量目標値に基づいて、前記搬送手段による前記分散手段への前記被計量物の供給量を制御する層厚制御手段と、前記所望の重量と前記検出手段により検出された前記被計量物の排出量とに基づいて、運転中に、前記分散重量目標値を変更する変更手段とを備えることを特徴とする。
【0012】
また、請求項2の発明は、請求項1に記載の組合せ計量計数装置であって、前記変更手段が、前記検出手段により検出された前記被計量物の排出量に基づいて、前記被計量物の排出量が前記所望の重量となるように前記分散重量目標値を変更することを特徴とする。
【0013】
また、請求項3の発明は、請求項1または2に記載の組合せ計量計数装置であって、前記変更手段が、前記組合せ計量計数装置における前記被計量物の計量状態に基づいて、前記分散重量目標値を所定量変更することを特徴とする。
【0014】
また、請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の組合せ計量計数装置であって、前記変更手段による前記分散重量目標値の変更の可否を判定する判定手段をさらに備え、前記判定手段が、前記組合せ計量計数装置における前記被計量物の計量状態に応じて、前記可否を判定することを特徴とする。
【0015】
また、請求項5の発明は、請求項4に記載の組合せ計量計数装置であって、前記判定手段が、前記被計量物の計量状態がオーバースケールあるいは軽量であるか否かに応じて、前記変更手段に前記分散重量目標値の変更を行わせることを特徴とする。
【0016】
また、請求項6の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の組合せ計量計数装置であって、前記分散手段により排出される前記被計量物の排出量を制御する排出量制御手段をさらに備えることを特徴とする。
【0017】
また、請求項7の発明は、請求項6に記載の組合せ計量計数装置であって、前記排出量制御手段が、前記分散手段の駆動強度を制御する強度制御手段を有することを特徴とする。
【0018】
また、請求項8の発明は、請求項6または7に記載の組合せ計量計数装置であって、前記排出量制御手段が、前記分散手段の駆動時間を制御する時間制御手段をさらに有することを特徴とする。
【0019】
また、請求項9の発明は、請求項1ないし8のいずれかに記載の組合せ計量計数装置であって、前記組合せ計量計数装置は、前記分散重量計量手段により計量された前記被計量物の量が下限値以下である場合に停止することを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【0021】
<1. 第1の実施の形態>
図1は、本発明における組合せ計量計数装置1の構成と各構成間の接続関係を示す図である。組合せ計量計数装置1は、クロスフィーダ2、分散フィーダ3、計量装置4、放射フィーダ(放射トラフ)5、プールホッパ6、および計量ホッパ7を備えている。また、主に各構成を制御するための構成としてCPU8、RAM9、ROM10、および記憶装置11を備え、オペレータとのインタフェースとして各種データを画面表示する表示部12、オペレータからの指示を入力するための操作部13を備える。操作部13は、キーボードやマウスなどから構成されるが、タッチパネルディスプレイなどのように表示部12と兼用されるものであってもよい。なお、図示を省略しているが、組合せ計量計数装置1には、さらに、計量ホッパ7から投入された計量物が組み合わされて投入される集合シュートおよび排出シュートなども設けられている。
【0022】
このような構成により、本実施の形態における組合せ計量計数装置1は、菓子や果物といった個々の重量が異なる計量物が所定重量となるように計量して袋詰めする装置として構成されているが、同様の目的で用いられる箱詰め装置や瓶詰め装置などにももちろん利用することができる。
【0023】
クロスフィーダ2は、組合せ計量計数装置1に供給された計量物が載置されるトラフ20とトラフ20を所定の方向に駆動する駆動機構21とから構成される。クロスフィーダ2は、駆動機構21によりトラフ20を所定の方向に駆動させることによって、組合せ計量計数装置1に供給された計量物(トラフ20に載置された計量物)を分散フィーダ3に搬送する。すなわち、クロスフィーダ2が主に本発明における搬送手段に相当する。なお、駆動機構21は、CPU8からのON・OFF制御信号(図2:層厚制御データ103)に基づいて駆動される。
【0024】
分散フィーダ3は、クロスフィーダ2から計量物が供給される分散テーブル30と、分散テーブル30を保持するベース31とから構成される。
【0025】
分散テーブル30は、上面が略円錐形状とされており、図1に矢印で示すように、クロスフィーダ2によって搬送された計量物が上面の頂点付近に供給される。分散テーブル30は、ベース31によって所定の位置に保持されるとともに、振動駆動される。このように分散テーブル30の振動駆動によって、分散テーブル30に搬送された計量物は、図1に矢印で示すように、上面周方向に分散しつつ経方向に移動し、各放射フィーダ5に排出される。なお、ベース31による分散テーブル30の振動強度(駆動強度)はCPU8からの制御信号(図2:強度制御データ106)に基づいて変更可能とされている。
【0026】
計量装置4は、重量を計量するための一般的な秤の機能を有する装置であり、所定のタイミングで分散テーブル30上に存在する計量物の重量(以下、「分散重量」と称す)を計量して、その計量結果をCPU8に出力する。すなわち、計量装置4が主に本発明における分散重量計量手段に相当する。
【0027】
組合せ計量計数装置1では、分散テーブル30の円形の縁の周囲に沿って、複数個の放射フィーダ5が配置されており、分散フィーダ3が前述のように計量物を分散させつつ経方向に移動させることにより、計量物は各放射フィーダ5に分散して排出される。
【0028】
各放射フィーダ5は、計量物を受け取って搬送するフィーダ部50と、駆動機構51とを備えており、駆動機構51がフィーダ部50を振動駆動させることよって、フィーダ部50が受け取った計量物を所定の方向に搬送して、所定のプールホッパ6に搬入する。フィーダ部50の振動強度は、駆動機構51がCPU8からの制御信号に基づいて駆動することによって変更可能とされており、当該振動強度を調整することにより、放射フィーダ5の搬送量を制御することができる。
【0029】
プールホッパ6は、放射フィーダ5から搬入された計量物を一旦保持した後、図示しない開閉ゲートを所定のタイミングで開くことによって、保持している計量物を計量ホッパ7に投入する。
【0030】
計量ホッパ7は、プールホッパ6から投入された計量物を保持しつつ、当該計量物の重量を計量して、その計量結果をCPU8に出力する。また、CPU8からの制御信号に基づいて、図示しない開閉ゲートを開くことにより、保持した計量物を集合シュートに投入する。なお、組合せ計量計数装置1は、それぞれ放射フィーダ5と同数のプールホッパ6および計量ホッパ7を備えており、各プールホッパ6および各計量ホッパ7は、それぞれの放射フィーダ5に一対一で設けられている。このように各計量ホッパ7と各放射フィーダ5とが一対一で対応付けられていることから、各計量ホッパ7に保持されている計量物が、いずれの放射フィーダ5によって搬送された計量物であるかをCPU8において判別可能となっている。すなわち、計量ホッパ7が主に本発明における搬送重量計量手段に相当する。
【0031】
CPU8は、図示しないインターフェイスおよびバス配線を介して、組合せ計量計数装置1の各構成と接続されている。CPU8は、ROM10に記憶されているプログラムをRAM9上に読み出し、当該プログラムに従って、所定の演算などを行うことにより、組合せ計量計数装置1の各構成を制御する。
【0032】
記憶装置11は、各種データを保存しておく装置であって、読み書き可能なハードディスク装置などが該当するが、CD−ROM読み取り装置やカードリーダなどのように、可搬性を有する記録媒体(CD−ROM、メモリカード)を用いる装置であってもよい。
【0033】
図2は、主にCPU8により実現される機能構成を示すブロック図である。図2に示す、検出部80、層厚制御部81、変更部82、判定部83、および強度制御部84が、CPU8が前述のプログラムに従って動作することにより実現される機能構成である。
【0034】
検出部80は、計量装置4から伝達された分散重量の計量結果を示す分散重量データ100に基づいて、各サイクルの前後における計量結果の差分を演算し、分散重量の増減を判定する。さらに、分散重量が減少している場合には、前述の演算により求めた差分を分散フィーダ3から排出された計量物の排出量として検出して排出量データ101を生成する。
【0035】
層厚制御部81は、分散重量データ100と分散重量目標値データ102とに基づいて、層厚制御データ103を生成する。なお、分散重量目標値データ102とは、分散フィーダ3上に存在する計量物の目標となる重量値(以下、「分散重量目標値DFw」と称する)が示されているデータであって、組合せ計量計数装置1が起動する際に予め初期値が設定され、記憶装置11に記憶されている。また、層厚制御データ103とは、クロスフィーダ2の駆動機構21のON・OFFを制御するためのデータであり、例えば、本実施の形態においては、層厚制御データ103の値が「1」である場合に駆動機構21がON状態にされ、「0」である場合にOFF状態にされる。すなわち、層厚制御部81は、層厚制御データ103を生成することにより、クロスフィーダ2による分散フィーダ3への計量物の供給量を制御する。
【0036】
変更部82は、検出部80により検出された計量物の排出量を示す排出量データ101に基づいて、分散重量目標値データ102を参照しつつ、計量物の排出量が計量目標値となるように分散重量目標値DFwを変更する。また、組合せ計量計数装置1における計量物の計量状態に基づいて、分散重量目標値DFwを変更する機能をも有する。なお、変更部82が当該変更処理を実行するか否かは、判定データ105に示される判定結果に応じて決定される。
【0037】
判定部83は、記憶装置11に記憶されている履歴データ104に基づいて、変更部82による分散重量目標値DFwの変更の可否を判定して、当該判定結果を示す判定データ105を生成する。なお、履歴データ104とは、主に組合せ計量計数装置1の各サイクルにおいて袋詰めされた計量物の重量(以下、「袋詰め重量」と称する)を示すデータであって、各サイクルにおいて集合シュートに投入を行った各計量ホッパ7により計量された計量物の重量を合計することにより求めることができる。判定部83は、履歴データ104を参照して、各サイクルにおける計量状態のオーバースケールあるいは軽量を検出し、当該検出結果に応じて判定データ105を生成する。ここで、オーバースケールとは、最適な組合せを選択した場合であっても、当該サイクルにおける袋詰め重量が許容重量より重くなった場合の計量状態をいい、軽量とは、逆に袋詰め重量が許容重量より軽くなった場合の計量状態をいう。
【0038】
強度制御部84は、分散重量データ100に基づいて強度制御データ106を変更する。強度制御データ106とは、分散フィーダ3のベース31の振動強度(より詳しくは振動の振幅)を設定する強度パラメータDFaを示すデータであって、初期値は予め設定されている。分散フィーダ3からの計量物の排出量は分散テーブル30の振動強度(駆動強度)に依存することから、強度制御部84は分散重量データ100に基づいて、強度パラメータDFaを変更することによって、分散フィーダ3の駆動強度を制御する。
【0039】
以上が、本実施の形態における組合せ計量計数装置1の構成および機能の説明である。次に、組合せ計量計数装置1が計量物を計量目標値Tgずつ計量する動作について説明する。なお、以下に示す組合せ計量計数装置1の動作において、特に断らない限り、各構成に対する制御はCPU8からの制御信号に基づいて行われる。
【0040】
図3は、本実施の形態における組合せ計量計数装置1の動作を示す流れ図である。組合せ計量計数装置1では、計量動作が開始されると、まず所定の初期設定が実行される(図示せず)。
【0041】
初期設定では、計量目標値Tg、分散重量目標値DFw、およびベース31の振動強度(強度パラメータDFa)などが設定されることにより、分散重量目標値データ102、強度制御データ106などが生成され、記憶装置11に初期値として保存される。また、初期設定では、オペレータに応じて表示部12に表示する言語の種類(例えば日本語、英語などの多種言語のうちの1つ)が設定される。これにより、組合せ計量計数装置1ではオペレータが得意とする言語による操作が可能となり、作業効率を向上させることができるように構成されている。
【0042】
次に、計量装置4により分散重量を計量して、分散重量データ100を生成し(ステップS1)、層厚制御部81が分散重量データ100と分散重量目標値データ102とに基づいて層厚制御データ103を生成し、クロスフィーダ2の動作処理が実行される(ステップS2)。
【0043】
層厚制御部81によるクロスフィーダ2に対する制御を具体的に説明すると、層厚制御部81は、分散重量データ100に示される分散重量が分散重量目標値データ102に示される分散重量目標値DFw以下である場合には、層厚制御データ103の値を「1」にセットする。これにより、クロスフィーダ2の駆動機構21が駆動される。これは分散重量が分散重量目標値DFw以下となっている場合とは、分散フィーダ3上に少ししか計量物が存在しないことを示しているため、分散フィーダ3への計量物の供給を行って、分散フィーダ3上の計量物が不足することのないようにするためである。
【0044】
また、分散重量が上限値以上である場合には、層厚制御データ103の値を「0」にセットする。これにより、クロスフィーダ2の駆動機構21が停止状態とされる。これは分散重量が上限値以上となっている場合とは、分散フィーダ3上に多くの計量物が存在していることを示しているため、駆動機構21を停止状態にして、分散フィーダ3上に過剰の計量物が供給されることのないようにするためである。なお、層厚制御部81は、上記以外の状態では層厚制御データ103の値を変更することなく維持するため、分散重量が分散重量目標値DFwより重く、上限値未満である場合には、クロスフィーダ2の駆動状態が変更されることはない。
【0045】
このように組合せ計量計数装置1では、分散重量目標値DFwと所定の上限値とに基づいて、層厚制御部81によりクロスフィーダ2をON・OFF制御する。これにより、分散フィーダ3上に存在する計量物の層厚(以下、単に「層厚」と称する)をほぼ一定に制御することができる。なお、層厚は分散重量目標値DFwに依存するため、組合せ計量計数装置1では、所望の層厚(所望の排出量が得られる層厚)となるように、後述する処理において分散重量目標値DFwを制御している。
【0046】
次に、検出部80が、ステップS1において計量された分散重量が所定値W1未満であるか否かを判定し(ステップS3)、分散重量がW1未満である場合には、供給量が不足しているとみなして動作を終了する。
【0047】
これにより、供給不足が生じている場合に、組合せ計量計数装置1の不要な動作を削減することができることから、組合せ計量計数装置1の動作効率を向上させることができる。
【0048】
なお、この場合の動作終了は、計量物の供給不足による異常終了となる。組合せ計量計数装置1では、このように装置に異常が生じた場合に表示部12に警告などの画面表示を行うが、この場合の画面表示は初期設定において設定された言語だけでなく、他の言語による表示も行う。これにより、例えば、設定されている言語に不慣れなオペレータに対しても装置の異常を知らせることができるため、装置をすみやかに復旧させることができる。なお、本実施の形態における組合せ計量計数装置1では、初期設定などにおいて所定値W1を任意に設定することができるようにされており、計量物や計量目標値Tgなどに応じてオペレータが操作部13を操作することにより、適宜設定することができるようにされている。
【0049】
一方、分散重量が所定値W1以上である場合には(ステップS3においてNo)、組合せ計量処理(ステップS4)を実行する。ステップS4における組合せ計量処理について簡単に説明すると、まず、強度制御データ106に設定されている振動強度で分散フィーダ3を駆動する(強度パラメータDFaを用いてベース31を駆動する)ことにより、計量物を分散フィーダ3から分散排出させるとともに、各駆動機構51を振動駆動させて、各放射フィーダ5による計量物の搬送を行う。なお、この間各プールホッパ6の開閉ゲートは閉じており、放射フィーダ5によって搬送された計量物は、プールホッパ6内に一旦保持される。また、このとき組合せ計量計数装置1は、空状態となっている計量ホッパ7に対応する放射フィーダ5の駆動機構51のみを駆動させる。
【0050】
分散フィーダ3および放射フィーダ5の1サイクル分の駆動が終了すると、放射フィーダ5によって計量物の搬送を受けたプールホッパ6(空状態となっている計量ホッパ7に対応するプールホッパ6)が、開閉ゲートを開いて保持している計量物を計量ホッパ7に投入する。
【0051】
次に、投入された計量物の重量を各計量ホッパ7が計量し、その計量結果をCPU8に出力する。CPU8は、計量ホッパ7ごとに得られた計量物の重量に基づいて、いずれの計量ホッパ7に投入されている計量物を組み合わせると、その合計重量が計量目標値Tgに最も近くなるかを判定して、当該サイクルにおいて投入する計量ホッパ7を選択する。さらに、選択した計量ホッパ7の開閉ゲートを開くように制御するとともに、それらの計量ホッパ7による投入量の合計重量を演算することにより袋詰め重量を求め、当該サイクルにおける履歴データ104を生成する。
【0052】
計量ホッパ7から集合シュートに投入された計量物は、排出シュートを介して袋詰めされ、装置外に搬出される。以上がステップS4における組合せ計量処理の概要である。
【0053】
組合せ計量処理が終了すると、組合せ計量計数装置1では、履歴データ104に基づいて、組合せ計量計数装置1の稼働率を求め、当該稼働率が所定値以上である場合には、ステップS6をスキップする(ステップS5)。
【0054】
一方、稼働率が所定値未満である場合(ステップS5においてNo)には、排出量制御処理(ステップS6)が実行される。図4および図5は、ステップS6における排出量制御処理を示す流れ図である。排出量制御処理では、まず、検出部80が分散重量データ100に基づいて、分散重量が減少しているか否かを判定する(ステップS11)。
【0055】
組合せ計量計数装置1において分散重量が減少している場合とは、分散フィーダ3への計量物の供給が停止しており、分散フィーダ3からの計量物の排出のみが行われている状態とみなすことができる。すなわち、その場合には前サイクルにおける分散重量と本サイクルにおける分散重量との差分が、前サイクルにおける分散フィーダ3の排出量に相当する。したがって、検出部80は、分散重量データ100に基づいて、前サイクルにおける分散重量から本サイクルにおける分散重量を減算することによりそれらの差分を求め、当該差分が「0」以上か否かを判定することによって分散重量が減少しているか否かを判定する。
【0056】
検出部80は、分散重量が減少している場合(ステップS11においてYes)、前述の差分を分散フィーダ3の排出量として検出し(ステップS12)、排出量をサンプリングした回数をカウントして(ステップS13)、排出量データ101を生成する。一方、分散重量が減少していない場合(ステップS11においてNo)、検出部80による排出量の演算を行わず、ステップS12,S13をスキップする。
【0057】
次に、強度制御部84が分散重量データ100を参照することにより、分散重量が所定値W2以上か否かの判定を行い(ステップS14)、分散重量が所定値W2以上の場合にのみ過量供給対応処理を行う(ステップS15)。なお、本実施の形態における組合せ計量計数装置1では、初期設定などにおいて所定値W2を任意に設定することができるようにされており、オペレータが操作部13を操作することにより、適宜設定することができるようにされている。
【0058】
図6は、ステップS15における過量供給対応処理の詳細を示す流れ図である。過量供給対応処理では、まず、強度制御部84が、分散重量目標値データ102および分散重量データ100を参照し、分散重量目標値DFwと分散重量との差分εrに基づいて、分散フィーダ3の駆動強度を求める(ステップS31)。駆動強度を求めるには、強度パラメータDFaを、例えば比例定数Kを用いて数1により求めることができる。
【0059】
【数1】
【0060】
さらに、求めた強度パラメータDFaによりベース31を駆動することにより、所望の駆動強度で分散フィーダ3のベース31を駆動制御する(ステップS32)。より正確には、ステップS32では、数1により求めた強度パラメータDFaが新たな強度制御データ106として保存され、強度制御データ106に示された当該強度パラメータDFaによるベース31の駆動は、前述のように組合せ計量処理(図3:ステップS4)において実行される。また、分散重量が所定値W2未満である場合には、ステップS32が実行されない(ステップS14によりスキップされる)ことから、現在の強度制御データ106が維持され、分散フィーダ3の駆動強度は変更されない。
【0061】
これにより、組合せ計量計数装置1では、動作環境の変化などにより分散フィーダ3上に計量物が過量に供給された場合(分散重量が所定値W2以上である場合)であっても、分散フィーダ3の駆動強度を低下させることにより、分散フィーダ3から排出される計量物の量を減少させることができる。したがって、組合せ計量計数装置1は、動作環境に応じて分散フィーダ3からの計量物の排出量を容易に制御することができる。なお、本実施の形態における組合せ計量計数装置1では、分散重量に応じて非離散的な手法により分散フィーダ3の強度制御を行っているが、これに限られるものではなく、複数の閾値を用いて離散的な制御を行ってもよい。
【0062】
新たな駆動強度が設定され、強度制御部84により強度制御データ106が書き換えられると、組合せ計量計数装置1は過量供給対応処理を終了して図4の処理に戻る。
【0063】
次に、判定部83が履歴データ104に基づいて、オーバースケールが発生したか否かを判定し、オーバースケールが発生している場合にのみ、分散重量目標値DFwを変更すべきであると判定して、当該判定結果を示す判定データ105を生成する(ステップS16)。変更部82は、判定データ105に分散重量目標値DFwを変更すべき旨が示されると、分散重量目標値データ102の分散重量目標値DFwの値を所定量だけ下げた値に変更する(ステップS17)。この処理は、組合せ計量計数装置1の計量状態におけるオーバースケールの有無を判定条件に、分散重量目標値DFwに対していわゆるフィードフォワード制御を行うことに相当する。
【0064】
これにより、以後図3のステップS2が実行される際には、変更部82によって変更された分散重量目標値DFwに基づいて、層厚制御部81が、クロスフィーダ2を制御することとなる。この新たな分散重量目標値DFwは、それまでの分散重量目標値DFwより低い値に変更されているため、層厚制御部81がこの新たな分散重量目標値DFwによってクロスフィーダ2を制御すると、分散フィーダ3への供給量が減少して、層厚が薄くなる。したがって、分散フィーダ3から排出される計量物の量が減少し、計量状態がオーバースケールとなることが抑制される。すなわち、組合せ計量計数装置1では、従来の装置のように飛散防止筒による制御機構などを別途設けることなく、動作環境に応じて分散フィーダ3上に供給される計量物の量を適切に制御できる。
【0065】
また、変更部82が、組合せ計量計数装置1における計量物の計量状態に応じて分散重量目標値DFwを所定量変更することから、計量状態がオーバースケールになっている場合など、異常が発生している場合に、層厚制御部81によるクロスフィーダ2から分散フィーダ3への供給量を容易に制御することができる。
【0066】
次に、変更部82が排出量データ101に基づいて、排出量のサンプリングが所定回数行われたか否かを判定し(ステップS21)、所定回数のサンプリングが未だ行われていない場合には、ステップS22ないしS27の処理をスキップして、図3に示す処理に戻る。
【0067】
一方、所定回数のサンプリングがすでに行われている場合(ステップS21においてYes)には、変更部82が排出量データ101に基づいて、複数回分の排出量の平均値(以下、「流出量DFo」と称する)と偏差e1とを求める(ステップS22)。
【0068】
このときの変更部82の処理を具体的説明すると、まず、排出量データ101に示される複数回分の排出量に基づいて、流出量DFoを求め、当該流出量DFoと計量目標値Tgとの偏差e1を数2により求める。
【0069】
【数2】
【0070】
流出量DFoと偏差e1とが求まると、変更部82が、求めた流出量DFoと計量目標値Tgとを比較することにより、流出量DFoが計量目標値Tg以下か否かを判定する(ステップS23)。
【0071】
流出量DFoが計量目標値Tg以下である場合(ステップS23においてYes)は、さらに判定部83が履歴データ104を参照しつつ、計量状態が軽量となっているか否かを判定して、軽量が発生している場合にのみ、分散重量目標値DFwを変更すべき旨を示す判定データ105を生成する(ステップS25)。その場合には、変更部82がステップS23で求めた流出量DFoと偏差e1とに基づいて、分散重量目標値データ102に示される現在の分散重量目標値DFwを参照しつつ、新たな分散重量目標値DFwnを比例定数Kpを用いて数3により求める。
【0072】
【数3】
【0073】
さらに、新たに求めた分散重量目標値DFwnが、以後の分散重量目標値DFwとして参照されるように分散重量目標値データ102を変更する(ステップS26)。
【0074】
一方、流出量DFoが計量目標値Tgより大きい場合(ステップS23においてNo)も、判定部83によって、軽量が発生しているか否かが判定される。しかし、流出量DFoが計量目標値Tgより大きい場合は、軽量が発生していない場合にのみ、分散重量目標値DFwを変更すべき旨を示す判定データ105を生成する(ステップS24)。この場合にも、変更部82がステップS23で求めた流出量と偏差e1とに基づいて、数3により分散重量目標値DFwnを演算し、分散重量目標値データ102を書き換えることによって、分散重量目標値DFwを変更する(ステップS26)。
【0075】
すなわち、組合せ計量計数装置1では、変更部82が、分散フィーダ3の排出量(流出量DFo)が計量目標値Tgより大きい場合に、分散重量目標値DFwの値を下げ、分散フィーダ3の排出量(流出量DFo)が計量目標値Tg以下の場合は、分散重量目標値DFwの値を上げる処理を行う。したがって、組合せ計量計数装置1は、検出部80によって検出された計量物の排出量に基づいて、分散重量目標値DFwを変更することができる。そして、図3のステップS2において、層厚制御部81が分散重量目標値データ102に示される分散重量目標値DFwに基づいて、クロスフィーダ2による供給量(分散フィーダ3上の計量物の層厚)を制御することから、装置構成を複雑化させることなく、動作環境に応じて分散フィーダ3に供給される計量物の量を適切に制御できる。したがって、組合せ計量計数装置1は効率よく計量物の計量を行うことができる。
【0076】
また、分散フィーダ3の排出量と組合せ計量計数装置1において消費される計量物の量(計量目標値Tg)とがほぼ等しくなるように制御することで、放射フィーダ5などにおいて計量物の過不足が生じることを抑制できる。したがって、組合せ計量計数装置1の動作を安定させることができる。なお、本実施の形態における組合せ計量計数装置1では、所定回数分の排出量の平均値(流出量DFo)に基づいて前述の制御を行っているが、1サイクル分の排出量が得られるたびにこのような制御を行ってもよい。
【0077】
さらに、判定部83が、組合せ計量計数装置1における計量物の計量状態に応じて、変更部82による分散重量目標値DFwの変更の可否を判定することにより、分散重量目標値DFwをいたずらに変更することを防止して、組合せ計量計数装置1の制御効率を向上させることができる。
【0078】
図3に戻って、ステップS6の排出量制御処理が終了すると、組合せ計量計数装置1は、さらに計量動作を継続するか否かを判定して(ステップS7)、継続する場合にのみステップS1からの処理を繰り返し、それ以外の場合は処理を終了する。
【0079】
以上により、本実施の形態における組合せ計量計数装置1では、クロスフィーダ2の駆動制御を行う際のパラメータである分散重量目標値DFwを動作環境に応じて変更することにより、装置構成を複雑化させることなく、かつ、動作環境に左右されずに、分散フィーダ3に供給される計量物の量を適切に制御することができる。
【0080】
また、分散フィーダ3からの排出量が計量目標値となるように分散重量目標値を変更することにより、組合せ計量計数装置1の動作を安定させることができる。
【0081】
また、組合せ計量計数装置1における計量物の計量状態に基づいて、前記分散重量目標値を所定量変更することにより、複雑な演算などを行うことなく、容易に分散フィーダ3への供給量を制御することができる。
【0082】
<2. 第2の実施の形態>
第1の実施の形態における組合せ計量計数装置1では、分散フィーダ3の振動強度を制御することにより分散フィーダ3からの計量物の排出量を制御していたが、分散フィーダ3からの計量物の排出量は分散フィーダ3の振動時間に依存するため、振動時間(駆動時間)を制御することによっても当該排出量を制御することができる。
【0083】
図7は、このような原理に基づいて構成した第2の実施の形態における組合せ計量計数装置1aの機能構成を示すブロック図である。本実施の形態における組合せ計量計数装置1aは、分散重量データ100に基づいて、時間制御データ107を生成する時間制御部85を有する点が第1の実施の形態における組合せ計量計数装置1と異なる。なお、その他の構成については説明を省略する。また、時間制御データ107は、分散フィーダ3のベース31の駆動時間DFtを示すデータである。
【0084】
第2の実施の形態における組合せ計量計数装置1aは、第1の実施の形態における組合せ計量計数装置1とほぼ同様の動作を行うが、図6に示す過量供給対応処理の内容が異なっている。図8は、第2の実施の形態における組合せ計量計数装置1aの過量供給対応処理を示す流れ図である。本実施の形態における過量供給対応処理は、第1の実施の形態と同様に、分散重量が所定値W2以上である場合にのみ実行される(図4:ステップS15)。
【0085】
まず、強度制御部84が、分散重量目標値データ102および分散重量データ100を参照し、分散重量目標値DFwと分散重量との差分εrに基づいて、分散フィーダ3の駆動強度を求めるとともに、時間制御部85が分散フィーダ3の駆動時間を求める(ステップS51)。駆動時間を求めるには、例えば、分散フィーダ3の駆動時間DFtを比例定数Krを用いて数4により求めることができる。
【0086】
【数4】
【0087】
さらに、第1の実施の形態と同様に、数1により求めた強度パラメータDFaにより決定される駆動強度で、駆動時間DFtの間だけベース31を駆動することによって、分散フィーダ3を駆動する(ステップS52)。ここでも、第1の実施の形態と同様に、より正確には、数1により求めた強度パラメータDFaが新たな強度制御データ106として保存されるとともに、数4により求めた駆動時間DFtが新たな時間制御データ107として保存される。そして、実際にこれらのデータに基づいてベース31を駆動させる処理は、前述のように組合せ計量処理(図3:ステップS4)において実行される。また、分散重量が所定値W2未満である場合には、第1の実施の形態と同様に、ステップS52が実行されないことから、現在の強度制御データ106および時間制御データ107が維持され、分散フィーダ3の駆動強度および駆動時間は変更されない。
【0088】
以上により、組合せ計量計数装置1aでは、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、駆動強度だけでなく、駆動時間を制御することにより、駆動強度の調整幅が狭い駆動機構(ベース31)を用いた場合であっても、広いレンジで分散フィーダ3からの排出量を制御することができる。
【0089】
<3. 変形例>
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【0090】
例えば、上記実施例では、検出部80が分散重量データ100に基づいて、前回の分散重量から今回の分散重量の差分を求めることにより、分散フィーダ3からの排出量を検出していたが、直接排出量を計量する装置を用いてもよい。
【0091】
また、CPU8による組合せ計量計数装置1の各構成の制御は、プログラムによるソフトウェアによって実現していたが、これらの機能を有する専用の演算回路を設けてハードウェアによって実現してもよい。
【0092】
また、上記実施の形態ではプログラムはROM10に予め記憶され実行されると説明したが、例えばCD−ROMなどから予め記憶装置11に読み込まれ記憶された後、実行されてもよい。
【0093】
また、CPU8によって実行される演算手法は、上記実施の形態に示した手法に限られるものではなく、同様の効果が得られる手法であれば、どのような数学的手法、演算式などが用いられてもよい。
【0094】
【発明の効果】
請求項1ないし9に記載の発明では、分散手段上に存在する被計量物の目標値となる分散重量目標値を変更することにより、装置構成を複雑化させることなく、動作環境に応じて、分散手段に供給される計量物の量を制御できることから、分散手段上に存在する計量物の層厚を適切に制御することができる。したがって、効率よく計量物の計量を行うことができる。
【0095】
請求項2に記載の発明では、検出手段により計量された被計量物の排出量に基づいて、被計量物の排出量が所望の重量となるように分散重量目標値を変更することにより、計量物の過不足が生じることを抑制できることから、組合せ計量計数装置の動作を安定させることができる。
【0096】
請求項3に記載の発明では、組合せ計量計数装置における被計量物の計量状態に基づいて、分散重量目標値を所定量変更することにより、分散手段への計量物の供給量を容易に制御することができる。
【0097】
請求項4に記載の発明では、判定手段が、組合せ計量計数装置における被計量物の計量状態に応じて、変更部による分散重量目標値の変更の可否を判定することにより、分散重量目標値をいたずらに変更することを防止して、制御効率を向上させることができる。
【0098】
請求項6に記載の発明では、分散手段により排出される被計量物の排出量を制御する排出量制御手段をさらに備えることにより、分散手段による被計量物の排出量を容易に制御することができる。
【0099】
請求項7に記載の発明では、排出量制御手段が、分散手段の駆動強度を制御することにより、請求項6に記載の発明を容易に実現することができる。
【0100】
請求項8に記載の発明では、排出量制御手段が、分散手段の駆動時間を制御することにより、請求項6および7に記載の発明を容易に実現することができる。
【0101】
請求項9に記載の発明では、分散重量計量手段により計量された被計量物の量が下限値以下である場合に停止することにより、供給不足が生じている場合に、不要な動作を削減することができることから、動作効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態における組合せ計量計数装置の構成と各構成の接続関係を示す図である。
【図2】第1の実施の形態におけるCPUにより実現される機能構成を示すブロック図である。
【図3】組合せ計量計数装置の動作を示す流れ図である。
【図4】排出量制御処理を示す流れ図である。
【図5】排出量制御処理を示す流れ図である。
【図6】第1の実施の形態における過量供給対応処理の詳細を示す流れ図である。
【図7】第2の実施の形態におけるCPUにより実現される機能構成を示すブロック図である。
【図8】第2の実施の形態における過量供給対応処理の詳細を示す流れ図である。
【符号の説明】
1,1a 組合せ計量計数装置
100 分散重量データ
101 排出量データ
102 分散重量目標値データ
103 層厚制御データ
104 履歴データ
105 判定データ
106 強度制御データ
107 時間制御データ
2 クロスフィーダ
20 コンベア
21 駆動機構
3 分散フィーダ
30 分散テーブル
31 ベース
4 計量装置
5 放射フィーダ
6 プールホッパ
7 計量ホッパ
8 CPU
80 検出部
81 層厚制御部
82 変更部
83 判定部
84 強度制御部
85 時間制御部
DFa 強度パラメータ
DFt 駆動時間
DFw 分散重量目標値
Tg 計量目標値
Claims (9)
- 所望の重量の被計量物を計量する組合せ計量計数装置であって、
前記組合せ計量計数装置に供給された前記被計量物を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送された前記被計量物を分散して排出する分散手段と、
前記分散手段に存在する前記被計量物の量を計量する分散重量計量手段と、
前記分散手段により排出された前記被計量物の排出量を検出する検出手段と、
前記分散手段上に存在する前記被計量物の目標値となる分散重量目標値に基づいて、前記搬送手段による前記分散手段への前記被計量物の供給量を制御する層厚制御手段と、
前記所望の重量と前記検出手段により検出された前記被計量物の排出量とに基づいて、運転中に、前記分散重量目標値を変更する変更手段と、
を備えることを特徴とする組合せ計量計数装置。 - 請求項1に記載の組合せ計量計数装置であって、
前記変更手段が、
前記検出手段により検出された前記被計量物の排出量に基づいて、前記被計量物の排出量が前記所望の重量となるように前記分散重量目標値を変更することを特徴とする組合せ計量計数装置。 - 請求項1または2に記載の組合せ計量計数装置であって、
前記変更手段が、
前記組合せ計量計数装置における前記被計量物の計量状態に基づいて、前記分散重量目標値を所定量変更することを特徴とする組合せ計量計数装置。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の組合せ計量計数装置であって、
前記変更手段による前記分散重量目標値の変更の可否を判定する判定手段をさらに備え、
前記判定手段が、前記組合せ計量計数装置における前記被計量物の計量状態に応じて、前記可否を判定することを特徴とする組合せ計量計数装置。 - 請求項4に記載の組合せ計量計数装置であって、
前記判定手段が、
前記被計量物の計量状態がオーバースケールあるいは軽量であるか否かに応じて、前記変更手段に前記分散重量目標値の変更を行わせることを特徴とする組合せ計量計数装置。 - 請求項1ないし5のいずれかに記載の組合せ計量計数装置であって、
前記分散手段により排出される前記被計量物の排出量を制御する排出量制御手段をさらに備えることを特徴とする組合せ計量計数装置。 - 請求項6に記載の組合せ計量計数装置であって、
前記排出量制御手段が、
前記分散手段の駆動強度を制御する強度制御手段を有することを特徴とする組合せ計量計数装置。 - 請求項6または7に記載の組合せ計量計数装置であって、
前記排出量制御手段が、
前記分散手段の駆動時間を制御する時間制御手段をさらに有することを特徴とする組合せ計量計数装置。 - 請求項1ないし8のいずれかに記載の組合せ計量計数装置であって、
前記組合せ計量計数装置は、前記分散重量計量手段により計量された前記被計量物の量が下限値以下である場合に停止することを特徴とする組合せ計量計数装置。
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